輝門公司的CO2減排方案

針對CO2減排和排放問題，輝門公司的“動力總成”、“密封系統和軸瓦”、“車輛安全和保護”以及“汽車零部件”各個事業部，為客戶提供了全面可行的解決方案。

輝門公司作為動力總成零部件以及整車技術解決方案的全球領先供應商，與主機廠密切合作，幫助客戶降低CO2排放，並一同應對環保方面的挑戰。

輝門在多種產品領域積累的成熟技術經驗，使得工程師能夠更加全面系統地分析並解決問題。輝門工程師在燃燒問題方面有著豐富的知識和經驗。發動機閉環控制系統以及現代電子設備的日趨完善為大幅提高內燃機效率鋪平了道路。另外，CAD、CAE、CFD、FEA、工作循環仿真和虛擬設計技術，結合先進的制造工藝，使得汽車行業在燃油效率方面取得了兩位數的提高。

除了降低車輛重量、滾動阻力和空氣阻力外，提高發動機效率也是降低CO2排放的有效策略之一。通過降低部件重量、摩擦損失或提高發動機能量轉換效率可實現這一目標。輝門還積極尋求實現上述目標的多種途徑，根據汽油、柴油和其它燃料發動機的不同特性，提供技術解決方案(見圖1，圖2)。

直接解決方案

輝門擁有廣泛的動力總成專業技術，涵蓋了大部分主要發動機系統和部件。對主機廠合作伙伴而言，這些技術為其確定並減少發動機摩擦損失和部件重量提供了優勢。輝門的產品在以下每個發動機運行過程中均發揮著重要作用：發動機換氣過程(氣門座圈和氣門導管)；燃燒“形狀”和密封(活塞、活塞環、缸套和氣缸墊)；力的吸收和轉化(軸瓦和襯套)；燃燒效率(點火元件)。(見表1)

輝門精心設計並應用這些內部元件和系統，顯著降低了部件重量和摩擦損失。

減少摩擦損失的活塞技術。傳統活塞部件(活塞和活塞環)的摩擦損失約占發動機的40%。輝門的動力總成部門開發出系統性解決方案，大幅減少了摩擦功耗。在此系統中的主要創新有：EconoMiser® 活塞——該汽油機活塞綜合使用了輝門專有的活塞裙部塗層以及改進的裙部剛度分布、橢圓度和型線。它可降低活塞摩擦損失35%，同時確保卓越的NVH性能。

DLC強化汽油機活塞環：輝門創新性“類金剛石塗層(DLC)”和特別設計特征可減少活塞環切向彈力近 50%，並大幅改進環組摩擦性能。帶CarboDur®塗層的活塞銷：這種活塞銷塗層顯著減少了活塞銷和銷孔之間的摩擦。除了這些產品本身的優勢外，輝門還采用最新的CAE技術大力減少元件重量來最大限度地提高效率。

在“新歐洲駕駛循環 (NEDC)”測試中，輝門將這套技術應用於排放水平170g/km汽油車輛上，結果是CO2減排高達4.4g/km。在基礎碳排放為150g/km的柴油車上應用類似技術可減少CO2排放2.5g/km。

提高燃燒效率的火花塞技術。在Champion®火花塞的貴金屬應用方面，輝門已取得巨大進展，特別是銥金技術。這種硬金屬可生產極為耐用的精細中心電極和地電極。輝門的工程師無需顧慮電極磨損問題(被稱為“間隙增長”)，能夠采用更大的初始火花塞間隙。

但是，較大的火花塞間隙需要較高的點火電壓。為了適應此高壓，輝門發明了新的陶瓷配方：SureFire™鋁陶瓷。SureFire具有一流的抗爬電、抗擊穿性能，有助於確保高溫高壓下的正常運行。將其與提供高點火能量的“冠軍”點火線圈配合使用，測試結果顯示發動機的CO2排放比原來減少最高達2.4g/km。

柴油發動機也受益於“冠軍”火花塞的創新技術。一家歐洲主機廠客戶所作的最新測試顯示，與競爭產品相比，“冠軍”火花塞具有卓越的後熱性能。這一特性使發動機無需采用陶瓷材料即可滿足歐VI標准。

密封和軸瓦技術。現代發動機包含各種復雜並相互關聯的系統，每個系統都具有提高效率的極大潛力。例如，改進發動機氣缸和密封系統(活塞環、襯套和缸蓋密封墊)間的相互作用可減少缸孔變形導致的摩擦損失。

輝門正在探索的主要方法包括：通過增加高精度的拓撲特征來優化缸墊設計及螺栓載荷，減小缸口變形(同時也有助於減輕缸體、缸蓋重量)。通過優化訂單內容並減小變形幅度來降低環張力。輝門的動態密封部件(如DynaFlex)可進一步直接減少摩擦。這種油封在低摩擦損失下，能夠提供高性能的動態密封，並且同時適用於曲軸前後油封。雖然動態油封引起的摩擦損失與發動機其它部位相比較小，但在參比發動機的NEDC測試循環中，輝門低摩擦動態密封的CO2減排效果仍超過0.5g/km。輝門用於降低DynaFlex密封摩擦的技術和研發成果也可應用於動力總成其它部位的動態密封，例如變速器和軸。

減少CO2排放並提高燃油經濟性的另一趨勢是增加變速器的齒輪數量，以及使用雙離合變速器(DCT)。輝門的Unipiston®對於減少與變速系統相關的CO2排放不可或缺。

輝門的發動機軸瓦解決方案也有助於減排(同時降低了潤滑要求)，這些方案通過各種幾何改進大幅改善運動表面。材料的性能允許大幅縮小軸直徑，減少CO2排放達1~2g/km。

對於排放為170g/km的車輛，這些工程成果分別可最高降低汽油和柴油發動機的CO2排放2.5g/km和2.0g/km。

減少重量和消耗：雨刷、照明和摩擦

在各公司爭相探索減排方法之際，輝門系統地考慮了雨刷、照明和摩擦產品的影響，以減少產品重量和能耗，支持CO2減排。

輝門最新的無骨雨刷減少了重量和操作能耗，同時具有卓越的刮拭性能。通過精心設計和優化，與傳統雨刮相比，前無骨雨刮的刮臂加刮片的重量減少了12%，後無骨雨刮的刮臂加刮片的重量減少了30%。這種對細節的關注一直延續至雨刷的操作。在輝門的無骨雨刷上，壓力均衡分布於整個接觸表面，使阻力最多減少了20%。這提供了更佳的刮拭性能，並最高可減少雨刷電機能耗7%，極大降低了車輛的電載荷或電機尺寸要求。

通過將照明光源轉變為LED，並利用輝門的POD™照明系統提高其聚焦程度，降低了光源重量和能耗，並因此減少了所用銅導線的數量和重量。輝門把三泡吸頂/地圖白熾燈轉換為榮獲2008年PACE獎的POD技術，將能耗從30W減至4.8W，降幅達84%。能耗降低的同時還帶來了性能優勢，如亮度降低和聚焦區域定向功能。此項技術的LED基礎技術也可用於外部照明設備，如中央高位制動燈(CHMSL)或側向/停車標志燈，減少能耗高達50%，同時改善了外觀。

間接解決方案

輝門基於系統的創新方法來迎接發動機研發的新時期。

發動機廠為了提高熱功轉化效率，使氣缸壓力大幅度的增加。由於直噴、渦輪增壓和EGR(廢氣再循環)技術的應用，發動機效率不斷提高，尺寸不斷縮小，原來80bar汽油機正日趨增加到140bar以上的爆發壓力。而柴油發動機甚至由150bar增至超過200bar(轎車和輕型卡車)和250bar(重型卡車)，並將受益於閉環燃燒技術。乙醇燃料的應用越來越普遍，這很可能進一步增加氣缸壓力。輝門在柴油和下一代汽油機方面的技術均可應用到上述發動機。輝門的產品可以保證發動機運行工況的提升並滿足相關要求。

輝門的活塞部件部門正充分利用其高載荷柴油發動機專有技術，開發出了先進的高強度活塞結構和材料技術。這些技術包括高耐拉缸性環組和獨特的耐磨損氣門座圈，它們非常適用於下一代汽油發動機中的直接噴射、渦輪增壓以及較高的冷卻EGR率。

在開發滿足高達250bar的高爆壓部件方面，輝門“動力總成密封和軸瓦”部門經驗豐富。其核心競爭力包括不同金屬材料的缸體/氣缸蓋界面密封技術、高熱載荷適應技術、替代燃料兼容性，以及具有特殊幾何要求的定制軸瓦的應用能力。

隨著現代和未來發動機尺寸不斷減小、增壓壓力不斷增加，發動機運行溫度也在增加。輝門擁有用於排氣歧管和渦輪增壓器的高溫合金密封墊的多項支援性技術，還 擁有用於這些密封墊的高溫塗層，可為高溫工況提供技術解決方案。在這些高溫工況下保持材料性質的穩定性是輝門材料技術研發的重點。

輝門為高溫工況提供的另一間接性技術是用於熱保護的全系列隔熱罩。與其它隔熱罩產品相比，輝門的Nimbus® GII隔熱罩在提供最大限度熱保護的同時，重量大幅減輕。

值得一提的是，輝門在氣門座圈和氣門導管材料方面的先進技術能夠應用於乙醇燃料的發動機，這種燃料沒有常規汽油的潤滑性能，且腐蝕性更強。

將可能變為現實

在思考了各種可能性之後，輝門開始著手將可能變為現實(見圖3)。減少摩擦是輝門直接提高燃油經濟性的主要方法。通過精心優化產品設計，如密封件和活塞環，輝門產品的性能更佳而摩擦更小。在其它產品中，如氣缸，輝門采用創新產品使得缸孔變形最小化。更小的缸孔變形可帶來摩擦更小的環組設計，從而降低CO2排放。

減輕零件重量是另一種一舉兩得降低排放的有效方法。首先，零件重量減輕直接減少了驅動車輛的能耗。另外，重量減輕(特別是動力元件，如活塞和活塞環)減少了曲軸平衡配重材料的重量。動力總成系統重量減輕會產生更小的旋轉慣性，從而可優化主軸承、軸承蓋和軸蓋，減輕其重量。未來先進的動力總成系統，包括混合動力系統，將以小型高輸出發動機為主流。其中大部分產品均須采用更高的氣缸壓力和熱載荷。